quantidade de oxigênio A atmosfera da Terra faz dela um planeta habitável.
Vinte e um por cento da atmosfera consiste neste elemento vivificante. Mas no passado remoto – já na era moderna, 2,8 a 2,5 bilhões de anos atrás – Este oxigênio estava quase ausente.
Então, como a atmosfera da Terra se tornou oxigenada?
nossa pesquisapublicado em Ciências Naturais da Terraacrescenta uma nova possibilidade tentadora: que pelo menos parte do oxigênio inicial da Terra veio de uma fonte tectônica através do movimento e destruição da crosta terrestre.
terra arqueana
O éon arqueano representa um terço da história do nosso planeta, de 2,5 bilhões de anos atrás até os últimos quatro bilhões de anos.
Esta estranha terra era um mundo de água coberto oceanos verdesenvolto em névoa de metano, e completamente carente de vida multicelular. Outro aspecto estranho deste mundo é a natureza de sua atividade tectônica.
Na Terra moderna, a atividade tectônica dominante é chamada de placas tectônicas, onde a crosta oceânica – a camada mais externa de terra sob os oceanos – afunda no manto da Terra (a área entre a crosta e o núcleo da Terra) em pontos de encontro chamados zonas de subducção. No entanto, há um debate considerável sobre se as placas tectônicas voltaram na era arqueana.
Uma característica das zonas de subducção recentes é sua conectividade magma oxidado. Esse magma se forma quando sedimentos oxidados e águas profundas – águas frias e densas – se formam perto do fundo do oceano. inserido no manto da Terra. Isso produz magma com maior teor de oxigênio e água.
Nossa pesquisa visa testar se a ausência de oxidantes em águas e sedimentos de fundo arqueano pode impedir a formação de magmas oxidados. A identificação desse magma em novas rochas ígneas pode fornecer evidências de que a subducção e as placas tectônicas ocorreram há 2,7 bilhões de anos.
Coletamos amostras de rochas graníticas de 2.750 a 2.670 milhões de anos do subdistrito de Abetepe Wawa, na Província Superior – o maior continente arqueano preservado, estendendo-se por 2.000 quilômetros de Winnipeg, Manitoba, até o extremo leste de Quebec. Isso nos permitiu investigar o nível de oxidação do magma gerado ao longo da nova era.
Então, decidimos dar uma olhada no mineral apatitalocalizado em cristais de zircônio nestas rochas. Os cristais de zircônio podem suportar temperaturas extremas e tensões de eventos pós-cristalização. Eles contêm pistas sobre os ambientes em que foram originalmente formados e fornecem idades precisas para as próprias rochas.
Minúsculos cristais de apatita com menos de 30 mícrons de largura – o tamanho de uma célula da pele humana – estão presos nos cristais de zircônio. conter enxofre. Ao medir a quantidade de enxofre na apatita, podemos determinar se a apatita cresceu a partir de magmas oxidados.
conseguimos medir escape de oxigênio do magma arqueano original – que é basicamente a quantidade de oxigênio livre nele – usando uma técnica especializada chamada espectroscopia de absorção de raios-X perto da estrutura da borda (S-XANES) na Fonte Avançada de Fótons do Síncrotron Laboratório Nacional Argonne em Illinois.
Essas novas descobertas indicam que magmas oxidados se formaram na era moderna, há 2,7 bilhões de anos. Os dados mostram que a falta de oxigênio dissolvido nos reservatórios arqueanos não impediu a formação de magmas oxidados ricos em enxofre nas zonas de subducção. O oxigênio neste magma deve ter vindo de outra fonte e acabou sendo liberado na atmosfera durante as erupções vulcânicas.
Descobrimos que a ocorrência desses magmas oxidados se correlaciona com os principais eventos de mineralização de ouro na Província Superior e no Craton de Yilgarn (Austrália Ocidental), demonstrando uma ligação entre essas fontes ricas em oxigênio e a formação de depósitos globais de minério.
As implicações desse magma oxidado vão além da compreensão da geodinâmica da Terra primitiva. Anteriormente, pensava-se que o magma arqueano era menos propenso a oxidar quando é água do oceano E a Rochas ou sedimentos do fundo do oceano não foi.
Embora o mecanismo exato não seja claro, a ocorrência desse magma indica que o processo de subducção, no qual a água do oceano é transportada centenas de quilômetros para dentro do nosso planeta, gera oxigênio livre. Isso então oxida o manto superior.
Tanto quanto sabemos, a Terra é o único lugar no sistema solar – passado ou presente – com placas tectônicas ativas e subducção. Isso sugere que este estudo poderia explicar parcialmente a falta de oxigênio e, eventualmente, a vida em outros planetas rochosos no futuro também.
Este artigo foi originalmente publicado Conversação por David Moll na Universidade Laurentian, eAdão Carlos Simão, e Xuyang Meng na Universidade de Michigan. Leia o O artigo original está aqui.
A análise do tecido cerebral humano revelou diferenças na forma como as células imunitárias se comportam nos cérebros de pessoas com doença de Alzheimer em comparação com cérebros saudáveis, sugerindo um potencial novo alvo terapêutico.
A descoberta foi feita por pesquisa liderada pela Universidade de Washington, publicada em agosto Células da micróglia No cérebro de pessoas com doença de Alzheimer Em um estado pró-inflamatório Muitas vezes, tornando-os menos vulneráveis à protecção.
Microglia são células imunológicas que ajudam a manter nosso cérebro saudável, removendo resíduos e mantendo a função cerebral normal.
Em resposta à infecção ou para remover células mortas, estas formas elegantes e que mudam de forma podem tornar-se menos rotativas e mais móveis para engolir invasores e lixo. eles também Sinapses “podam” durante o desenvolvimentoo que ajuda a formar os circuitos que ajudam nosso cérebro a funcionar bem.
Não é certo qual o papel que desempenham na doença de Alzheimer, mas em pessoas com esta doença neurodegenerativa devastadora, algumas microglias respondem muito fortemente. Pode causar inflamação O que contribui para a morte das células cerebrais.
Para aprofundar o papel da micróglia na doença de Alzheimer, os neurocientistas Katherine Prater e Kevin Green, da Universidade de Washington, juntamente com colegas de diversas instituições dos EUA, usaram amostras de autópsias cerebrais de doadores de pesquisa – 12 com doença de Alzheimer e 10 pessoas saudáveis – para estudar a atividade da microglia do gene Small.
Usando um novo método de promoção Sequenciamento de RNA de fita simplesA equipe conseguiu identificar profundamente 10 populações diferentes de micróglia no tecido cerebral com base em seu conjunto único de expressão genética, que diz às células o que fazer.
TTrês grupos nunca haviam sido vistos antes e um deles era mais comum em pessoas com doença de Alzheimer. Este tipo de microglia contém genes que promovem inflamação e morte celular.
No geral, os investigadores descobriram que as populações de microglia nos cérebros das pessoas com doença de Alzheimer tinham maior probabilidade de estar num estado pró-inflamatório.
Isto significa que eram mais propensos a produzir moléculas inflamatórias que podem danificar as células cerebrais e possivelmente contribuir para o desenvolvimento da doença de Alzheimer.
Os tipos de microglia encontrados nos cérebros de pessoas com Alzheimer eram menos propensos a serem protetores, afetando a sua capacidade de puxar o peso, limpando células mortas e resíduos e promovendo o envelhecimento saudável do cérebro.
Micrografia de microglia (verde) de um cérebro com doença de Alzheimer. (Lexi Coquit/Laboratório de Neuroinflamação da Universidade de Wisconsin)
Os cientistas também acreditam que a microglia pode mudar de tipo ao longo do tempo. Portanto, não podemos simplesmente olhar para o cérebro de uma pessoa e dizer com certeza que tipo de micróglia ela possui; Acompanhar como as microglias mudam ao longo do tempo pode nos ajudar a entender como elas contribuem para a doença de Alzheimer.
“Neste momento, não podemos dizer se são as micróglias que estão a causar a doença ou se é a patologia que está a causar a mudança no comportamento destas micróglias.” Ele disse Prater.
Esta investigação ainda está numa fase inicial, mas avança a nossa compreensão sobre o papel destas células na doença de Alzheimer e sugere que algumas populações de microglia podem ser alvos de novos tratamentos.
A equipe espera que o seu trabalho leve ao desenvolvimento de novos tratamentos que possam melhorar a vida das pessoas com doença de Alzheimer.
“Agora que identificámos os perfis genéticos destas micróglias, podemos tentar descobrir exactamente o que fazem e, esperançosamente, identificar formas de mudar os seus comportamentos que possam contribuir para a doença de Alzheimer”, diz Prater. Ele disse.
Aglomerado de galáxias, à esquerda, com um anel de matéria escura visível, à direita. Crédito da imagem: NASA, ESA, MJ Jee e H. Ford (Universidade Johns Hopkins)
As explorações da matéria escura estão a avançar utilizando novas técnicas experimentais concebidas para detectar eixos e aproveitando a tecnologia avançada e a colaboração interdisciplinar para descobrir os segredos desta componente indescritível do universo.
Um fantasma assombra nosso mundo. Isso é conhecido na astronomia e na cosmologia há décadas. Notas eu sugiro cerca de 85% Toda a matéria do universo é misteriosa e invisível. Essas duas qualidades estão refletidas em seu nome: matéria escura.
Vários experimentos Eles pretendem descobrir os seus ingredientes, mas apesar de décadas de investigação, os cientistas não conseguiram. agora Nossa nova experiênciaem construção em Universidade de Yale Nos Estados Unidos, oferece uma nova tática.
A matéria escura existe no universo desde o início dos tempos. Junte estrelas e galáxias. Invisível e sutil, não parece interagir com a luz ou qualquer outro tipo de matéria. Na verdade, deveria ser algo completamente novo.
O Modelo Padrão da física de partículas está incompleto e isso é um problema. Temos que procurar o novo Partículas fundamentais. Surpreendentemente, as mesmas falhas do modelo padrão dão pistas preciosas sobre onde podem estar escondidas.
O problema com o nêutron
Veja o nêutron, por exemplo. Forma o núcleo atômico com o próton. Embora geralmente neutra, a teoria afirma que é composta por três partículas carregadas chamadas quarks. Por esta razão, esperamos que algumas partes do nêutron tenham carga positiva e outras negativamente – o que significa que ele teve o que os físicos chamam de momento de dipolo elétrico.
Até agora, Muitas tentativas Medi-lo levou à mesma conclusão: é pequeno demais para ser descoberto. Outro fantasma. Não estamos a falar de deficiências nos instrumentos, mas sim de um factor que deve ser inferior a uma parte em dez mil milhões. É tão pequeno que as pessoas se perguntam se poderia ser completamente zero.
Mas na física, o zero matemático é sempre uma afirmação forte. No final da década de 1970, os físicos de partículas Roberto Picci e Helen Coyne (e mais tarde Frank Wilczek e Steven Weinberg) tentaram descobrir Compreendendo a teoria e as evidências.
Eles sugeriram que o parâmetro provavelmente não é zero. Em vez disso, é uma quantidade dinâmica que perde lentamente a sua carga e depois evolui para zero. a grande explosão. Cálculos teóricos mostram que, se tal evento ocorreu, deve ter deixado para trás um grande número de partículas de luz ilusórias.
Eles são chamados de “áxions” em homenagem a uma marca de detergente porque podem “resolver” o problema dos nêutrons. E ainda mais. Se os áxions foram criados no início do universo, eles existem desde então. Mais importante ainda, as suas propriedades definem todos os elementos esperados da matéria escura. Por estas razões, os hubs tornaram-se um dos Partículas candidatas preferidas Para matéria escura.
Os áxions interagirão fracamente com outras partículas. No entanto, isso significa que eles ainda interagirão bastante. Eixos invisíveis podem se transformar em partículas comuns, incluindo – ironicamente – fótons, a essência da luz. Isto pode acontecer sob certas condições, como a presença de um campo magnético. Esta é uma dádiva de Deus para os físicos experimentais.
Design experimental
Muitos experimentos Eles tentam conjurar o fantasma de Axion em um ambiente de laboratório controlado. Alguns deles visam converter a luz em eixo, por exemplo, e depois transformar o eixo em luz do outro lado da parede.
Atualmente, a abordagem mais sensível tem como alvo o halo de matéria escura que permeia a galáxia (e, portanto, a Terra) usando um dispositivo chamado coroa. É uma cavidade condutora imersa em um forte campo magnético. O primeiro capta a matéria escura que nos rodeia (presumindo que sejam axônios), enquanto o segundo a faz se transformar em luz. O resultado é um sinal eletromagnético que aparece dentro da cavidade, oscilando em uma frequência característica dependendo da massa do áxion.
O sistema funciona como um receptor de rádio. Deve ser devidamente ajustado para interceptar a frequência de interesse. Na prática, as dimensões da cavidade são alteradas para acomodar diferentes frequências características. Se as frequências do áxion e da cavidade não corresponderem, é como sintonizar o rádio no canal errado.
O poderoso ímã é transportado para o laboratório da Universidade de Yale. Crédito: Universidade de Yale
Infelizmente, o canal que procuramos não pode ser previsto com antecedência. Não temos escolha a não ser varrer todas as frequências possíveis. É como selecionar uma estação de rádio em um mar de ruído branco – uma agulha em um palheiro – com um rádio antigo que precisa ser aumentado ou menor toda vez que giramos o botão de frequência.
Contudo, estes não são os únicos desafios. Cosmologia refere-se a Dezenas de gigahertz Como a última fronteira promissora da busca por axions. Como frequências mais altas requerem cavidades menores, a exploração dessa região exigiria cavidades muito pequenas para capturar uma quantidade significativa de sinal.
Os metamateriais são materiais compósitos com propriedades universais que diferem dos seus componentes – são mais do que a soma das suas partes. Uma cavidade preenchida com hastes condutoras tem uma frequência característica como se fosse um milhão de vezes menor, enquanto seu tamanho quase não muda. É exatamente disso que precisamos. Além disso, as barras oferecem um sistema de ajuste integrado e fácil de ajustar.
Atualmente estamos construindo a configuração, que estará pronta para receber dados em alguns anos. A tecnologia é promissora. Seu desenvolvimento foi resultado da colaboração entre físicos do estado sólido, engenheiros elétricos, físicos de partículas e até matemáticos.
A 30ª nave de carga robótica Dragon da SpaceX retornou ao seu lar na Terra.
A espaçonave Dragon partiu da Estação Espacial Internacional (ISS) hoje (28 de abril) às 13h10 EDT (1710 GMT), enquanto ambas as espaçonaves sobrevoavam a Tailândia. Era uma noite tropical naquela área, então não havia boas fotos do momento da atracação.
Dragon retornou à Terra após pousar no oceano na costa da Flórida por volta das 2h30 EDT (06h30 GMT) de terça-feira (30 de abril), confirmou a SpaceX em seu relatório. Compartilhar no X.
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A atual missão Dragon é conhecida como CRS-30, porque é a 30ª missão que a SpaceX envia à Estação Espacial Internacional sob um contrato comercial de serviços de reabastecimento com a NASA.
O lançamento do CRS-30 começou em 21 de março a bordo de um foguete SpaceX Falcon 9. A cápsula atracou no laboratório orbital em 23 de março, entregando aproximadamente 3 toneladas de instrumentos científicos e suprimentos ao laboratório orbital.
O pod também reboca carga para baixo – “mais de 4.100 libras [1,860 kilograms] “A partir de suprimentos e experimentos científicos projetados para aproveitar as vantagens do ambiente de microgravidade da estação espacial”, escreveram funcionários da NASA em um artigo. Atualizado na sexta-feira (26 de abril).
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“O lançamento na costa da Flórida permite o transporte rápido de experimentos para o Centro de Processamento de Sistemas Espaciais da NASA no Centro Espacial Kennedy, na Flórida, permitindo aos pesquisadores coletar dados com exposição mínima da amostra à gravidade da Terra”, acrescentaram.
Dragon é o único veículo de carga capaz de trazer equipamentos da Estação Espacial Internacional para casa com segurança. As outras duas espaçonaves de carga atualmente operacionais, a espaçonave Progress da Rússia e a espaçonave Cygnus da Northrop Grumman, queimam na atmosfera da Terra após a conclusão de seu trabalho em órbita.
Ainda há uma espaçonave SpaceX acoplada à ISS, mesmo após a separação do CRS-30, o veículo Dragon que voa na missão de astronauta Crew-8 da empresa para a NASA.
A Crew-8 foi lançada em 3 de março, enviando os astronautas da NASA Matthew Dominick, Michael Barratt, Janet Epps e Alexander Grebenkin da agência espacial russa Roscosmos à Estação Espacial Internacional para uma estadia de seis meses.
